جلد 19، شماره 5 - ( 5-1399 )                   جلد 19 شماره 5 صفحات 446-431 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Jafari F, Hassanzadeh N. The Use of Linear Alkylbenzene Sulphonates as a Molecular Marker for Tracing Urban Sewage Pollution in Abbasabad River (Hamadan) in 2019: A Descriptive Study. JRUMS. 2020; 19 (5) :431-446
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-5379-fa.html
جعفری فائزه، حسن زاده نسرین. استفاده از آلکیل بنزن سولفانات‌های خطی به عنوان نشانگر مولکولی جهت ردیابی آلودگی فاضلاب شهری در رودخانه عباس‌آباد (همدان) در سال 1398: یک مطالعه توصیفی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1399; 19 (5) :446-431

URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-5379-fa.html


دانشگاه ملایر
متن کامل [PDF 745 kb]   (450 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (1128 مشاهده)
متن کامل:   (1018 مشاهده)
مقاله پژوهشی
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 19، مرداد 1399، 446-431
 
استفاده از آلکیل بنزن سولفانات­های خطی به عنوان نشانگر مولکولی جهت ردیابی آلودگی فاضلاب شهری در رودخانه عباس­آباد (همدان) در سال 1398:
 یک مطالعه توصیفی
فائزه جعفری[1]، نسرین حسن­زاده[2]
 
 
 
 
دریافت مقاله: 13/3/99   ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح: 26/3/99    دریافت اصلاحیه از نویسنده: 1/4/99           پذیرش مقاله: 8/4/99
 
 
 
 
 
چکیده
زمینه و هدف: در دهه­های گذشته منابع مهم آبی در سراسر جهان در معرض ورود فاضلاب­های خانگی، صنعتی و پساب­های کشاورزی قرار گرفته­اند. یکی از مهم­ترین آلاینده­های فاضلاب ترکیبات آلکیل بنزن سولفانات­های خطی (Linear Alkylbenzene Sulphonate ; LASs)  هستند. هدف این مطالعه، تعیین غلظت و ارزیابی ریسک سلامت این ترکیبات در رودخانه عباس­آباد همدان است.
مواد وروش­ها: این مطالعه توصیفی در بهار سال 1398 بر روی آب رودخانه عباس­آباد در 17 ایستگاه انجام شد. در این مطالعه از روش بهینه و اصلاح شده متیلن بلو جهت اندازه­گیری مقدار LAS استفاده شد. پس از آماده سازی نمونه­ها با استفاده از روش متیلن بلو، فاز آلی نمونه جدا و جذب LAS با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 650 نانومتر قرائت شد و با استفاده از منحنی کالیبراسیون و جذب به دست آمده، غلظت LAS محاسبه شد. ارزیابی ریسک سلامت LAS با محاسبه شاخص ریسک RQ انجام شد.
یافته­ها: نتایج، دامنه غلظت LAS را بین 65/2-11/0 و با میانگین 25/1 میلی­گرم بر لیتر نشان داد. بر اساس مشاهدات میدانی، ورود فاضلاب­های تصفیه ­نشده کاربری­های اطراف به داخل رودخانه عباس­آباد، علت اصلی غلظت زیاد LAS شناخته شد. نتایج ارزیابی ریسک سلامت، عدم وجود ریسک در گروه­های سنی مختلف را نشان داد.
نتیجه­گیری: با توجه به نتایج، در حال حاضر در رودخانه عباس­آباد همدان از جانب ترکیبات LAS نگرانی قابل توجهی بر سلامت انسان وجود ندارد اما شایسته است از ورود فاضلاب­های تصفیه نشده و یا با تصفیه ناکافی به منابع ارزشمند آبی جلوگیری شود.
واژه­های کلیدی: آلکیل بنزن سولفانات خطی (LAS)، دترجنت، ریسک سلامت، رودخانه عباس­آباد

 
 
مقدمه
افزایش شهرنشینی و فعالیت­های صنعتی در امتداد رودخانه­ها و اکوسیستم­های آبی سبب افزایش ورود پساب و فاضلاب به داخل اکوسیستم­های آبی شده است [1]. یکی از مهم­ترین آلاینده­های فاضلاب که امروزه بیش از همه سلامت اکوسیستم­های آبی را در معرض آسیب قرارداده است، دترجنت­ها (Detergents) یا شوینده­ها هستند. مواد شوینده به دلیل داشتن یک یا چند سورفاکتانت (Surfactant) محصولات تمیزکننده موثری هستند [3-2]. سورفاکتانت­ها مواد شیمیایی آلی هستند و دارای خاصیت کف­کنندگی، امولسیون­کنندگی، انحلال، پراکنندگی و پاک­کنندگی هستند [3] و به چهار دسته آنیونی، کاتیونی، آمفوتریک و غیر یونی تقسیم می­شوند [4]. یکی از رایجترین سورفاکتانت­های آنیونی، آلکیل بنزن سولفونات خطی (Linear alkylbenzene solphonate; LAS) است که تقریباً در 80 درصد از پاککننده­های خانگی استفاده می­شود [5]. با توجه به کاربرد گسترده آنها در مواد شوینده و انواع مواد تمیز­کننده، LASs ترکیبات رایج پساب شهری هستند و سطح آن­ها در آب­های سطحی بستگی به میزان تصفیه فاضلاب دارد [6-5].
به طور کلی، اکثر سورفاکتانت­ها با تصفیه فاضلاب معمولی به خوبی از بین می­روند، اما برخی از سورفاکتانت­ها از تجزیه بیولوژیکی کمی در ترکیبات مادر برخوردار هستند و در صورت تصفیه ناکافی فاضلاب، به آب­های سطحی راه پیدا میکنند و امکان تجمع تدریجی آنها وجود دارد. از طرف دیگر برخی از محصولات در اثر تخریب سورفاکتانت­ها تشکیل میشوند و همراه با پساب خروجی از تصفیه­خانه­ها در آب­های سطحی تخلیه می­شوند [8-7]. تحرک زیاد  LASsبه دلیل حلالیت در آب و قطبیت­شان، آن­ها را به یک آلاینده خطرناک در منابع آب زیرزمینی و سطحی تبدیل کرده است [9]. آن­ها سبب ایجاد کف در سطح آب و کاهش کیفیت آب می­شوند [8]. انحلال  LASs در آب، انحلال آلاینده‌های دیگر را افزایش می‌دهد و بیشتر به محیط‌های زندگی موجودات آبزی آسیب می‌رساند [10]. در خصوص اثرات LASs بر انسان اطلاعات ناچیزی در دسترس می­باشد. در مطالعه­ای نشان داده شده است که LASs باعث سمیت سلولی وابسته به زمان و دوز در سلولهای Caco-2 روده انسان همراه با القاء استرس اکسیداتیو و به دنبال آن افزایش بیش از حد سطح کلسیم داخل سلولی می­شوند [11]. LASs همچنین می­توانند به پوست انسان آسیب برسانند و چشم­ها را تحریک کنند [9-7].  
مطالعات بسیاری آلودگی­های مرتبط با تخلیه فاضلاب را با استفاده از LASs به عنوان شاخص­های فعالیت­های انسانی و به طور گسترده نشانگر مولکولی تخلیه فاضلاب و آلاینده مطلق فاضلاب به اثبات رسانده­اند [16-12]. به عنوان مثال مطالعات Riyahi Bakhtiari و همکاران در رسوبات سطحی تالاب بین المللی انزلی نشان داد تالاب انزلی در معرض ورود فاضلاب خام یا فاضلاب با تصفیه کم قرار دارد [16]. Balcıoğlu  در مطالعات خود در نمونه آب سطحی 4 جزیره در استانبول نشان داد در یک جزیره غلظت LAS بیشتر از حد مجاز است که محقق دلیل این امر را جمعیت و گردشگری بیشتر در این جزیره نسبت به سایر جزایر عنوان کرده است [17].
در این مطالعه به منظور ارزیابی ریسک سلامت LAS از شاخص ارزیابی ریسک (Risk quotient; RQ) استفاده گردید. RQ مقدار ریسک اولیه برای ارزیابی سطح غربالگری است و در نتیجه مقایسه میزان مواجهه با میزان اثر به دست می­آید. RQ حاصل با سطح مشخصی از نگرانی (Level of concern; LOC) مقایسه می­شود­، که نقطه شروع نگرانی را نشان میدهد. اگر RQ از LOC بیشتر باشد، نشان­دهنده ایجاد خطر است. در این روش اگرچه لزوما یک تخمین واقعی از ریسک وجود ندارد، چون هیچ احتمال تخمینی برای تأثیر وجود ندارد، به طور کلی، هرچه میزان ریسک بالاتر باشد، احتمال وقوع خطرات احتمالی بیشتر خواهد بود [18].
این مطالعه اولین مطالعه بررسی و پایش حضور یا عدم حضور و ارزیابی ریسک سلامت LAS به عنوان آلاینده مطلق و نشانگر مولکولی تخلیه فاضلاب در شهر همدان است و تا قبل از این مطالعه هیچ داده­ای مبنی بر حضور یا عدم حضور این گروه از آلاینده­ها در منابع آب­های سطحی شهر همدان انجام نشده است. به دلیل مجاورت منابع آب­های سطحی عمده در شهر همدان یا نواحی شهری و روستاهای اطراف و امکان ورود، نشت و تخلیه فاضلاب­ها به صورت مستقیم به این آب­ها، لزوم انجام چنین مطالعات اولیه­ای کاملا ضروری است. هر چند که در مطالعات بعدی می­توان جزئیات کامل­تر از این مطالعه انجام شود.
مواد و روش­ها
این مطالعه به صورت توصیفی بوده و در بهار 1398 (خرداد ماه) در رودخانه عباس­آباد همدان صورت گرفت. استان همدان در گستره‌‌ای به مساحت 19491 کیلومتر مربع، در غرب ایران بین 33 درجه و 59 دقیقه تا 35 درجه و 44 دقیقه عرض شمالی و 47 درجه و 47 دقیقه تا 49 درجه و 30 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویچ قرار گرفته است [19]. رودخانه عباسآباد به طول 18 کیلومتر از دامنههای کوه فخرآباد در 12 کیلومتری جنوب غربی همدان سرچشمه میگیرد و در جهت‏ جنوبی شمالی ادامه مسیر میدهد و پس‏ از‏ آبیاری باغ‏های روستای‏‏عباسآباد همدان در اراضی‏گراچقا به رودخانه خاکو میریزد. رودخانه عباس­آباد به دلیل آن که دارای حوضه­ی آبریز کوهستانی و با شیبی تند است، دارای جریانی سریع است. این رودخانه به دلیل داشتن حوضه­ای برفی، دارای رژیمی دائمی است [20].
نمونه­برداری از رودخانه عباس­آباد در 17 ایستگاه و از ساعت 18تا 3 صبح با در نظرگرفتن فاصله، کاربری‌‌های اطراف و تعیین مراکز احتمالی ورود آلاینده و هم­چنین امکان دسترسی صورت گرفت (شکل 1). نمونه­برداری ابتدا از بالادست به سمت پایین دست صورت گرفت و سپس به دلیل تعداد کم ایستگاه از سمت پایین دست به بالادست نمونه­های دیگری برداشت شد. در هر نقطه، نمونه‌‌برداری از ستون آب و با 1 تکرار و در فواصل مناسب انجام شد. به منظور اندازه‌‌گیری LASs، 1 قطره هیدروکلریک اسید (HCL) جهت جلوگیری از تجزیه احتمالی LAS‌‌ در ماتریس آب، به نمونه‌‌ها اضافه و پس از قرار دادن نمونه‌‌ها در یخدان سریعاً به آزمایشگاه انتقال داده شد [21].
 
 

شکل 1- نقشه 17 ایستگاه­ نمونه­برداری آب در رودخانه عباس­آباد همدان در بهار سال 1398
 
 
در این مطالعه از روش ساده و بهینه شده متیلن بلو جهت اندازه‌‌گیری میزان LAS استفاده شد. روش پیشنهادی تنها نیازمند 5 میلی‌لیتر از نمونه و 4 میلی‌لیتر حلال استخراج‌‌کننده (کلروفرم) است [22]. به این منظور ابتدا با محلول سازی در بازه 5/2-0 میلی­گرم بر لیتر، منحنی کالیبراسیون رسم گردید. پس از ساخت عامل متیلن بلو (3/13میلی‌مول)، محلول بافر سدیم تترابورات50 میلی‌مول و شناساگر فنول فتالئین، مقدار 5 میلی‌لیتر از هر نمونه به داخل لوله شیشه‌‌ای تزریق شد و از طریق اضافه کردن مقدار 200 میکرولیتر تترابورات سدیم (50 میلی‌مول) محلول قلیایی و به 5/10pH= رسید، در ادامه 100 میکرولیتر متیلن بلو اضافه شد و پس از اضافه کردن 4 میکرولیتر کلروفرم به مدت 30 ثانیه به شدت تکان داده شد و 5 دقیقه نمونه به حال خود رها شد. پس از تشکیل دو  فاز، فاز آلی (قسمت پایینی لوله شیشه‌‌ای) جدا و درون لوله­ی آزمایش 10 میلی­لیتر ریخته شد و با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر مرئی- فرابنفش (UV-VIS-NIR  سری UV-3600 Plus محصول کمپانی ژاپنی SHIMADZU) در طول موج 650 نانومتر قرائت و با استفاده از منحنی کالیبراسیون و طول موج جذب شده، غلظت LASs محاسبه شد [23-22]. هر نمونه 2 بار قرائت گردید و میانگین آن­ها جهت محاسبات بعدی استفاده شد.
به منظور محاسبه ریسک سلامت LASs از روابط (1) و (2) استفاده شد:
RQ = MC/DWEL                            رابطه (1)    
شاخص ریسک (Risk Quotient; RQ) با تقسیم حداکثر غلظت اندازه‌گیری شده آلاینده ( Maximum Measured; MC Concentration) بر تراز معادل آب آشامیدنی وابسته به سال (سطحی از تماس که منجر به اثرات حاد نمی‌‌گردد) (Drinking Water Equivalent Level; DWEL) محاسبه می‌‌شود (رابطه 2).
رابطه (2)

که در آن (Acceptable Daily Intake; ADI) (میکروگرم بر کیلوگرم در روز)، ورودی قابل قبول روزانه (بر اساس مطالعات انجام گرفته میزان آن 5/4 میلی‌‌گرم بر لیتر در نظر گرفته شده است) [22] یا (Risk Specific Dose; RSD) ، مقدار ویژه ریسک، به ترتیب برای اثرات غیرسرطان‌زایی و سرطان‌زایی می‌باشد. (Body Weight; BW)، میانگین وزن گروه‌های سنی خاص (70 کیلوگرم)، (Daily Drinking Water Intake; DWI)، میزان مصرف روزانه آب آشامیدنی گروه‌‌های سنی خاص (لیتر در روز) (برای یک انسان بالغ 2 لیتر در روز در نظر گرفته می‌‌شود)، (Absorption Rate; AB)، نرخ جذب دستگاه گوارش است که برای تمام ترکیبات مورد مطالعه 1 فرض می‌‌شود و (Frequency of Exposure; FOE) با فراوانی روزهای مواجهه (365   ۳50 روز) مرتبط است. قابل ذکر است که مقدار آب مصرفی روزانه و میانگین وزن گروهای سنی مختلف از رهنمود سازمان بهداشت جهانی (EPA) استخراج شده است [25-24]. مقدارRQ  >1 احتمال خطر سلامت انسان را نشان می‌دهد. مقدار RQ بین 2/0 و ۱ نیاز به ارزیابیهای دقیق‌تر را نشان می‌‌دهد، در حالی که ≥ RQ  2/0 باشد، هیچ نگرانی قابل‌ملاحظه‌ای نسبت به سلامت انسان وجود ندارد [26].
نتایج
نمودار 1 غلظت LAS اندازه­گیری شده در 17 ایستگاه­ مورد مطالعه نشان می­دهد. نتایج، غلظت LAS اندازه­گیری شده را در دامنه 65/2- 11/0 میلی­گرم بر لیتر نشان داد.
 
 
نمودار 1- غلظت LAS  در ایستگاه­های مورد مطالعه در نمونه آب رودخانه عباس­آباد در بهار سال 1398
 
 
نتایج ارزیابی ریسک سلامت LAS در منبع آب سطحی رودخانه عباس­آباد در جدول 1 ارائه شده است. نتایج ارزیابی ریسک سلامت، نشان‌‌‌‌دهنده عدم وجود ریسک در گروه‌‌‌‌های سنی مختلف منطقه مورد مطالعه است. نمودار 2  نتایج ارزیابی ریسک سلامت LAS را بر اساس میانگین شاخص RQ در گروه‌‌‌‌های سنی مختلف نشان می‌‌‌‌دهد.
 
 
جدول 1- نتایج ارزیابی ریسک سلامت LAS در گروه‌‌های سنی مختلف در نمونه آب رودخانه عباس‌‌‌‌آباد همدان در بهار سال 1398
بزرگسالان 16 تا 21 سال 6 تا 16 سال 2 تا 6 سال 1 ماه تا 2 سال ایستگاه
0080/0 0084/0 0107/0 0161/0 0351/0 1
0006/0 0007/0 0009/0 0013/0 0028/0 2
0065/0 0068/0 0087/0 0131/0 0285/0 3
0043/0 0045/0 0058/0 0087/0 0190/0 4
0067/0 0071/0 0090/0 0136/0 0296/0 5
0014/0 0151/0 0192/0 0289/0 0630/0 6
0114/0 0119/0 0152/0 0229/0 0499/0 7
0162/0 0169/0 0216/0 0326/0 0709/0 8
0078/0 0082/0 0104/0 0157/0 0343/0 9
0130/0 0137/0 0174/0 0263/0 0573/0 10
0075/0 0079/0 00100/0 0151/0 0329/0 11
0091/0 0096/0 0122/0 0184/0 0400/0 12
0073/0 0076/0 0097/0 0147/0 0320/0 13
0064/0 0067/0 0085/0 0128/0 0280/0 14
0009/0 0010/0 0012/0 0018/0 0040/0 15
0028/0 0029/0 0037/0 0057/0 0123/0 16
0065/0 0068/0 0086/0 0130/0 0284/0 17
0076/0 0080/0 0102/0 0153/0 0334/0 میانگین
 
 
نمودار 2- نتایج ارزیابی ریسک سلامت LAS بر اساس میانگین شاخص RQ در گروه‌‌‌‌های سنی مختلف در نمونه آب رودخانه عباس­آباد همدان در بهار سال 1398
 
 
بحث
از مجموع 17 ایستگاه مورد مطالعه، ترکیب LAS در تمامی ایستگاه­ها مشاهده شد. بر اساس مشاهدات میدانی و پرس و جو از افراد محلی و جمع­آوری اخبار استانی مربوط به این رودخانه، عوامل اصلی غلظت زیاد LAS در رودخانه عباس­آباد، جمعیت زیاد گردشگر و بازدیدکننده در منطقه گنجنامه و عباس­آباد، کاربری خدماتی، رفاهی، فرهنگی، دولتی و کشاورزی از جمله وجود رستوران­ها، سفره­خانه­ها، کافیشاپ­ها، تله کابین، اردوگاه، موزه، باغ و ویلاهای اقامتی زیاد در مسیر رودخانه­های عباس­آباد، سکونت عشایر، شستشوی ماشین در طول رودخانه، عدم وجود شبکه جمعآوری فاضلاب و ورود مستقیم و یا نشت فاضلاب کاربریهای ذکر شده در طول مسیر رودخانه می­باشد [28-27].  
در مسیر رودخانه عباس­آباد به دلیل ناهمواری­ها و کوهستانی بودن و هم­چنین سنگی بودن بستر، شبکه جمعآوری فاضلاب شهری وجود ندارد و کاربری­های خدماتی ملزم شده­اند فاضلاب خود را در سپتیک تانک­ها جمع­آوری کنند. اما این سپتیک تانک­ها به طور کامل فاضلاب را تصفیه نمیکنند و در روزهای بارانی به دلیل حجم کم این مخازن، امکان سرریز فاضلاب به رودخانه وجود دارد و باید تخلیه آن­ها در زمان مناسب صورت گیرد. فاضلاب سرویس­های بهداشتی گنجنامه و عباس­آباد نیز وارد سپتیک تانک­ها می­شود و از طریق تانکر فاضلاب تخلیه می­شود ولی در روزهایی که حجم گردشگر زیاد است به خصوص روزهای آخر هفته، حجم سپتیک تانک­ها کافی نیست و سرریز تانکرها وارد رودخانه­ها می­شود و بارندگی نیز نشت فاضلاب به بیرون را تشدید میبخشد. متاسفانه ظرفیت زیاد گردشگر در منطقه تفریحی و توریستی گنجنامه و عباس­آباد پیش­بینی نشده است و ورود فاضلاب و شیرابه­های زباله به یک معضل اساسی در این منطقه طبیعی تبدیل شده است [28-27]. در سایر مطالعات نیز در بررسی این آلاینده در منابع آب سطحی همجوار با شهرها دلایل مشابهی ذکر شده است [17-15].
در مطالعات Khayadani و همکاران و Hajian Nejad و همکاران نیز غلظت LAS با عبور رودخانه از مناطق شهری و آلوده‌‌کننده‌‌های نقطه‌‌ای افزایش یافته است که با تاثیر کاربری‌‌ها و مراکز جمعیتی در افزایش غلظت LAS در این مطالعه همخوانی دارد [32-33]. Bergé و همکارن وقوع 12نوع سورفاکتانت را در فاضلاب شهری و نقش یک مرکز بهداشتی و درمانی را در انتقال این نوع سورفاکتانت‌‌ها به سیستم فاضلاب مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعه فاضلاب شهری، بیمارستانی و مخلوط این دو (3/1 فاضلاب بیمارستانی و 3/2 فاضلاب شهری) مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد سورفاکتانت‌‌های آنیونی در غلظت‌‌های قابل توجه (تا چند میلی‌‌گرم در لیتر) در کلیه نمونه‌‌ها حضور دارند، که نشان دهنده حضور مطلق آن‌‌ها در فاضلاب­ها است. در این مطالعه میانگین غلظت LAS در هر 3 نوع فاضلاب‌‌ مورد بررسی نسبت به سایر سورفاکتانت‌‌ها بیشتر بود [34]. نتایج مطالعات Balcıoğlu نیز به طور مشابه تأثیر جمعیت و گردشگری در افزایش غلظت LAS را نشان داده است [17]. مطالعات Alkhadher و همکاران ورود فاضلاب اولیه و ثانویه را به داخل رودخانه‌‌ها و نقش آن‌‌ها در افزایش غلظت LABs را در رسوبات نشان داده است [12]. در پژوهشی مشابه توسط Akkan نتایج نشان داد منابع آب سطحی در رودخانه Harsit ترکیه به شدت آلوده به LAS است که افزایش تراکم جمعیت و شهرنشینی، فعالیت‌‌های انسانی و رهاسازی فاضلاب به داخل رودخانه‌‌ها به عنوان عوامل اصلی افزایش غلظت LAS عنوان شده‌‌اند [1]. در مطالعه Nicaise و همکاران میانگین غلظت سورفاکتانت­های آنیونی در آب دریاچه Mkokoa در محدوده 04/0 ± 23/0 تا  68/0 ± 43/1 میلی­گرم بر لیتر بوده است. این نتایج آلودگی زیاد دریاچه Mkokoa را توسط سورفاکتانت­های آنیونی نشان­ داده است که محققان علت آن را فعالیتهای شدید انسانی در اطراف دریاچه اعلام کرده­اند [8].
نتایج ارزیابی ریسک سلامت LAS در رودخانه عباس­آباد نشان داد مقدار شاخص RQ در تمامی گروه‌‌های سنی کمتر از 2/0 است که نشانگر عدم وجود ریسک در گروه‌‌های مختلف سنی است. مقایسه میانگین RQ درگروه‌‌های سنی مختلف نشان داد گروه‌‌های سنی کمتر به خصوص نوزادان 1 تا 12 ماه نسبت به بزرگسالان در معرض خطر بیشتری قرار دارند و حساسیت آن‌‌ها نسبت به آلاینده‌‌ها بیشتر است. احتمالاً دلیل این امر این است که در نوزادان 1 تا 12 ماه به دلیل رشد سریع و افزایش وزن، افزایش درصد چربی بدن، افزایش نفوذپذیری پوست، نقص در فعالیت آنزیم کبدی، عملکرد سیستم ایمنی نابالغ، نیاز اکسیژن زیاد (منجر به میزان استنشاق بیشتر) و عملکرد کلیوی پایین‌‌تر، سطح آسیب‌‌پذیری و حساسیت بیشتر است [25]. هم­چنین نتایج نشان داد شاخص RQ در ایستگاه شماره 8 در تمامی گروه­های سنی بیشتر از سایر ایستگاه­ها است که علت آن همجواری با کانون آلودگی است. گرچه نتایج ارزیابی ریسک سلامت، عدم وجود ریسک در گروه‌‌های سنی مختلف را نشان داده است، اما با توجه به این که نمونه‌‌برداری بعد از یک سیلاب بزرگ و افزایش حجم آب رودخانه‌‌ها انجام شده است، امکان دارد که اگر این پژوهش در فصول دیگر و در شرایط کم آبی و یا تبخیر آب صورت گیرد، شاهد ریسک سلامت LAS در این منطقه باشیم و از آن جایی که این رودخانه برای مصارف شرب و کشاورزی استفاده می‌‌شود، ممکن است مخاطراتی در پی داشته باشد. از طرف دیگر، شوینده‌‌های تجاری متشکل از طیف وسیعی از ترکیبات مختلف هستند که به هنگام رهاسازی به منابع آبی ممکن است در ترکیب و واکنش با سایر آلاینده‌‌ها اثرات آنتاگونیسمی و یا سینرژیسمی داشته باشند و این امر بر مقدار سمیت آن‌‌ها بر روی محیط، موجودات آبزی و انسان‌‌ها تأثیر بگذارد [35]. همچنین نقاطی با غلظت زیاد LAS همراه با مقادیر زیاد غلظت سایر آلاینده­های انسانی است که مطمئناً وضعیت کلی بیولوژیکی منطقه و در نهایت سلامت انسان را تحت تأثیر قرار می­دهد [36]. نتایج مطالعات Hoshyari و همکاران در آب سد درودزن فارس نیز بیشترین و کمترین غلظت LAS را به ترتیب mg/L 03/0 و 005/0 نشان داد. نتایج ارزیابی ریسک سلامت نشان داد غلظت LAS در آب این سد  به علت منابع آلوده­کننده محدود کمتر از حد مجاز بوده و ریسک قابل توجهی برای سلامت انسان وجود ندارد [22].
طبق استاندارد سازمان حفاظت از‌‌ محیط‌‌زیست ایران، استاندارد تخلیه شوینده‌‌ها به آب‌‌های سطحی، 5/1 میلی‌گرم بر لیتر و به آب‌‌های زیرزمینی و برای مصرف کشاورزی 5/0 میلی­گرم بر لیتر است. شرکت آب و فاضلاب تهران در سال 1385، حداکثر غلظت مجاز شوینده‌‌ها در آب آشامیدنی را  2/0 میلی­گرم بر لیتر تعیین نموده است [37]. سازمان WHO نیز حداکثر غلظت مجاز شوینده‌‌ها در آب آشامیدنی را 2/0 میلی­گرم بر لیتر تعیین کرده است [38].
نتایج بررسی غلظت LAS بر اساس استاندارد ایران جهت تخلیه به چاه جاذب و مصارف کشاورزی و آبیاری (5/0 میلیگرم بر لیتر ) نشان داد در 14 ایستگاه غلظت LAS بیشتر از حد مجاز مصرف برای کشاورزی، آبیاری و تخلیه به چاه جاذب است و در 4 ایستگاه بیشتر از حد مجاز تخلیه شویندهها به منابع آب سطحی (5/1 میلی­گرم بر لیتر) است. غلظت LAS تنها در 2 ایستگاه پایین­تر از حد مجاز شوینده­ها در آب آشامیدنی بر اساس استاندارد ایران و WHO است و در سایر ایستگاه­ها، غلظت LAS بیشتر از حد مجاز شوینده­ها در آب آشامیدنی (2/0 میلی­گرم بر لیتر ) است. هم­چنین میانگین LAS در کل حوضه­ مورد مطالعه (25/1 میلی­گرم بر لیتر ) بیشتر از حد مجاز اعلام شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایران، جهت مصارف کشاورزی، آبیاری و آشامیدن است. برخلاف مطالعه حاضر، نتایج مطالعات Babaei و همکاران در دریاچه نئور اردبیل نشان داد غلظت LAS در آب دریاچه نئور به دلیل عدم منابع ورود این آلاینده در دریاچه کمتر از حد مجاز تعیین شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست جهت تخلیه به منابع آب سطحی بوده (5/1 میلی­گرم بر لیتر) و حداکثر غلظت آن 034/0 میلی­گرم بر لیتر است [39]. در مطالعه Piresaheb و همکاران غلظت LAS در پساب خروجی از تصفیه­خانه شهر پاوه با استفاده از روش تصفیه هوادهی گسترده از حد مجاز تخلیه به منابع آب سطحی کمتر بوده اما از نظر مصارف کشاورزی و آبیاری غلظت LAS در 3 ماه زمستان به دلیل کاهش دما و کاهش تجزیه بیولوژیکی LAS بالاتر از حد مجاز بوده است [40]. نتایج مطالعات Akkan نیز نشان داده است غلظت LAS در رودخانه Harsit ترکیه بالاتر از حد مجاز اعلام شده جهت آشامیدن بوده است [1]. واضح است که هرچقدر منابع ورود و غلظت LAS در منابع آبی بیشتر باشد با استاندارد مجاز LAS فاصله بیشتری خواهد داشت و بالعکس. با توجه به این که بخشی از آب رودخانه عباس­آباد جهت مصارف کشاورزی و آبیاری سبزیجات و باغات استفاده می­شود، لازم است کنترل بیشتری بر روی ورود فاضلاب به داخل رودخانه­ها صورت گیرد و با مدیریت مناسب و حفظ حریم رودخانه­ها، شرایط مطلوب کیفیت آب را برای استفاده آبزیان و انسان فراهم کرد.
با توجه به این که بخش زیادی از آلاینده LAS، جذب ذرات معلق و رسوبات می­­شود، نمونه­ برداری و مطالعه همزمان آب و رسوب می­توانست اطلاعات دقیق­تری از کیفیت آب رودخانه عباس­آباد در اختیار قرار دهد که به دلیل نداشتن امکانات و ابزارهای کافی برای نمونه ­برداری رسوب، دشواری نمونه­برداری رسوب و عدم دسترسی مستقیم به بخش­هایی از رودخانه که دارای شیب و ارتفاع زیادی بودند و مهم­تر از همه کمبود زمان امکان این امر فراهم نشد. امید است در مطالعات آینده، پژوهش­های بلندمدت در بخش­های مختلف آب، رسوب و خاک، مقایسات فصلی غلظت LAS، با تعداد نمونه­های بیشتر مورد توجه ویژه قرار گیرد. هم­چنین در قالب توصیه پژوهشی؛ بررسی اثرات اکولوژیک و سلامت سورفاکتانت­ها در ترکیب با سایر آلاینده­ها و بررسی عوامل مؤثر بر غلظت سورفاکتانت­ها و در قالب توصیه اجرایی، استفاده از بیوسورفاکتانت­ها در ساختار شوینده‌‌ها از جمله گلایکولیپیدها و لیپوپپتیدها با خاصیت زیست تخریب‌‌پذیری و دوستدار محیط‌‌زیست، کنترل و نظارت بر دفع بهداشتی فاضلاب واحدهای خدماتی مجهز به مخازن سپتیک و اخطار و برخورد قانونی با واحدهای آلاینده و خاطی و متصل شدن فاضلاب واحدهای مسکونی، خدماتی، رفاهی و گردشگری حاشیه رودخانه­ها به شبکه جمع­آوری فاضلاب شهری پیشنهاد میگردد.
نتیجه­گیری
نتایج این مطالعه غلظت زیاد LAS را در رودخانه عباس­آباد نشان داد که نشان­دهنده ورود فاضلاب تصفیه نشده و یا با تصفیه ناکافی به رودخانه است. یافته­های مطالعه نشان میدهد در حال حاضر با این سطح غلظت از LAS در رودخانه عباس­آباد همدان، نگرانی قابل توجهی بر سلامت انسان وجود ندارد اما شایسته است از ورود فاضلاب­های تصفیه نشده و یا با تصفیه ناکافی به منابع ارزشمند آبی جلوگیری کرده و از بروز حوادث ناگوار احتمالی بر محیط زیست، سلامت انسان و سایر جانداران در آینده پیشگیری کرد.
تشکر و قدردانی
این پژوهش بخشی از پایان نامه کارشناسی ارشد آلودگی محیط زیست است. به این وسیله از دانشگاه ملایر جهت حمایت مالی تشکر و قدردانی به عمل می­آید.
 
 
 
 
References
 
 
 
[1]     Akkan T. An assessment of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) pollution in Harsit Stream, Giresun, Turkey. Fresenius Environ Bull 2017; 26(5): 3217-21.
[2]     Pérez-López M, Arreola-Ortiz A, Zamora PM. Evaluation of detergent removal in artificial wetlands (biofilters). Ecol Eng 2018; 122: 135-42.
[3]     Ríos F, Fernández-Arteaga A, Lechuga M, Fernández-Serrano M. Ecotoxicological Characterization of Surfactants and Mixtures of Them.  In: Toxicity and Biodegradation Testing. 978-1-4939-7425-2, New York, NY. Humana Press 2018;  311-30.
[4]     Jones-Costa M, Franco-Belussi L, Vidal FAP, Gongora NP, Castanho LM, dos Santos Carvalho C, et al. Cardiac biomarkers as sensitive tools to evaluate the impact of xenobiotics on amphibians: the effects of anionic surfactant linear alkylbenzene sulfonate (LAS). Ecotoxicol Environ Saf  2018; 151: 184-90.
[5]     Babaei F, Ehrampoush MH, Eslami H, Ghaneian MT, Fallahzadeh H, Talebi P, et al. Removal of linear alkylbenzene sulfonate and turbidity from greywater by a hybrid multi-layer slow sand filter microfiltration ultrafiltration system. J clean prod 2019; 211: 922-31. [Farsi]
[6]     Metian M, Renaud F, Oberhänsli F, Teyssié JL, Temara A, Warnau M. Biokinetics of the anionic surfactant linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in the marine fish Sparus aurata: Investigation via seawater and food exposure pathways. Aquat Toxicol 2019; 216: 1-7.
[7]     Hashim NH, Abu Bakar A, Awang Z, Arish M, Arshad NA. Anionic surfactants in environmental water samples: a review. Sustain Environ Technol 2018; 1: 67-78.
[8]     Nicaise BTG, Rose EK, Aké AOY, Habib KY, Bernard YO. Study of Pollution by Anionic Surfactants and Orthophosphates in M’koa Lake (Jacqueville, Côte d’Ivoire). Am J Environ Prot 2018; 7(6): 70-8.
[9]     Suresh A, Abraham J. An Overview on the Microbial Degradation of Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) Surfactants. In: Phyto and Rhizo Remediation. Springer 2019; 301-13.
[10]   Zhou J, Wu Z, Yu D, Pang Y, Cai H, Liu Y. Toxicity of linear alkylbenzene sulfonate to aquatic plant Potamogeton perfoliatus L. Environ Sci Pollut Res 2018; 25(32): 32303-11.
[11]   Bradai M, Han J, El Omri A, Funamizu N, Sayadi S, Isoda H. Cytotoxic effect of linear alkylbenzene sulfonate on human intestinal Caco-2 cells: associated biomarkers for risk assessment. Environ Sci Pollut Res 2014; 21(18): 10840-51.
[12]   Alkhadher SAA, Zakaria MP, Yusoff FM, Kannan N, Suratman S, Keshavarzifard M, et al. Baseline distribution and sources of linear alkyl benzenes (LABs) in surface sediments from Brunei Bay, Brunei. Mar Pollut Bull 2015; 101(1): 397-403.
[13]   Rinawati T, Takada H. Molecular marker of sewage contamination: distribution of linear alkyl benzenes (LABs) in Jakarta River. Prosiding SEMIRATA 2013; 1(1):345-50.
[14]   Wang JZ, Zhang K, Liang B. Tracing urban sewage pollution in Chaohu Lake (China) using linear alkylbenzenes (LABs) as a molecular marker. Sci Total Environ 2012; 414: 356-63.
[15]   Magam SM, Zakaria MP, Halimoon N, Aris AZ, Kannan N, Masood N, et al. Evaluation of distribution and sources of sewage molecular marker (LABs) in selected rivers and estuaries of Peninsular Malaysia. Environ Sci Pollut Res 2016; 23(6): 5693-704.
[16]   Riyahi Bakhtiari A, Javedankherad I, Mohammadi J, Taghizadeh R. Distribution of linear alkylbenzenes as a domestic sewage molecular marker in surface sediments of International Anzali Wetland in the southwest of the Caspian Sea, Iran. Environ Sci Pollut Res 2018; 25(21): 20920-9.
[17]   Balcıoğlu EB. Seasonal changes of LAS, phosphate, and chlorophyll-a concentrations in coastal surface water of the Prince Islands, Marmara Sea. Mar Pollut Bull 2019; 138: 230-4.
[18]   USEPA. technical overview of ecological risk assessment - Analysis Phase: Ecological Effects Characterization. Washington, DC 2007.
[19]   Organization HMaP. Statistical Calendar of Hamadan Province in 2015. Hamedan: Hamedan Management and Planning Organization - Deputy of Statistics and Information  2015; 724. [Farsi]
[20]   Vanaei A, Marofi S, Azari A. Self-purification of interval mountainous Abbas Abad River of Hamedan. J Environ Stud 2018; 43(4): 727-42. [Farsi]
[21]   APHA. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington, DC, USA, American Public Health Association 2005; 548.
 [22]  Hoshyari E, Hasanzadeh N, Charkhestani A. Ecological and health risk assessment of linear alkylbenzene sulfonates in Doroodzan dam (Fars). Iran J Health Environ 2019; 12(1): 129-40. [Farsi]
[23]   Jurado E, Fernández-Serrano M, Nunez-Olea J, Luzon G, Lechuga M. Simplified spectrophotometric method using methylene blue for determining anionic surfactants: applications to the study of primary biodegradation in aerobic screening tests. Chemosphere 2006; 65(2): 278-85.
[24]   USEPA. Exposure factors handbook. Washington, DC: Office of Health and Environmental Assessment, United States Environmental Protection Agency 2011; 107.
[25]   USEPA. Guidance on selecting age groups for monitoring and assessing childhood exposures to environmental contaminants. Risk Assessment Forum, Washington, DC 2005; 50.
[26]   Sharma BM, Bečanová J, Scheringer M, Sharma A, Bharat GK, Whitehead PG, et al. Health and ecological risk assessment of emerging contaminants (pharmaceuticals, personal care products, and artificial sweeteners) in surface and groundwater (drinking water) in the Ganges River Basin, India. Sci Total Environ 2019; 646: 1459-67.
[27]   Hamadan municipality information database. Abbasabad River was exited from Hamedan water supply cycle due to microbial contamination. Hegmatan Newspaper [Serial online]. 2017; Available at : http://news.hamedan.ir/ShowContext.aspx?ID=5930. 25/07/2017.
[28]   Nafe M, Hashemi M, Ghaderi F, Reyahi Khoram M. Assessment of variation of Abbasabad river water quality in Hamadan city. First National Conference on Health, Environment and Sustainable Development; Islamic Azad University of Bandar Abbas 2011; 1-8. [Farsi]
[29]   Dadaye Ghandi A, Esmaeli Sari A, Khodaparst S. Assessing water contamination with anionic surfactants in Anzall Lagoon. Iran Sci Fish J 2005; 14(3): 61-8. [Farsi]
[30]   Babaei H, Khodaparast S. Determination of linear alkyl benzene sulfonate ( LAS ) detergent pollution concentration in water of Sefidrood river in Guilan province. J Aquat Sci 2010; 1(3): 35-45. [Farsi]
[31]   Wei GL, Liu LY, Bao LJ, Zeng EY. Tracking anthropogenic influences on the continental shelf of China with sedimentary linear alkylbenzenes (LABs). Mar Pollut Bull 2014; 80(1-2):80-7.
[32]   Khayadani M, Pour Moghadas H, Goudarzi B, Vahid Dastjerdi M. Investigation of linear alkyl benzene sulfonate (LAS) concentration in Zayandehrood area (from Aseman Cham to Ziar Bridge), its peripheral wells and south Isfahan wastewater treatment plant.  11th National Conference on Environmental Health. 7-9 october,  Zahedan,  Zahedan University of Medical Sciences 2008; 1-7. [Farsi]
[33]   Hajian Nejad M, Godarzi B, Taheri E, Vahid Dastjerdi M. Investigation of linear alkyl benzene sulphonate (LAS) concentration in Zayanderood River and Wells in skirt of Zayanderood in 2007. J Health Syst Res 2012; 7(6): 1-9. [Farsi]
[34]   Bergé A, Wiest L, Baudot R, Giroud B, Vulliet E. Occurrence of multi-class surfactants in urban wastewater: contribution of a healthcare facility to the pollution transported into the sewerage system. Environ Sci Pollut Res 2018; 25(10): 9219-29.
[35]   Uc-Peraza R, Delgado-Blas V. Acute toxicity and risk assessment of three commercial detergents using the polychaete Capitella sp. C from Chetumal Bay, Quintana Roo, Mexico. Int Aquat Res 2015; 7(4): 251-61.
[36]   Hampel M, Canário J, Branco V, Vale C, Blasco J. Environmental levels of Linear alkylbenzene Sulfonates (LAS) in sediments from the Tagus estuary (Portugal): environmental implications. Environ Monit Assess 2009; 149(1-4): 151-61.
[37]   Soleimani Roudi A, Nasrollahzade Saravi H, Afraei MA, Younesipour H. Spatial and Temporal Concentration of Anionic Surfactant of Water in the Southern Caspian Sea. J Oceanogr 2015; 6(22):107-14. [Farsi]
[38]   WHO. Guidelines for drinking-water quality. 4th ed. Geneva, World Health Organization 2011; 631.
[39]   Babaei H, khodaparast  SH, Dadayghandi A. Nuoor Lake water quality assessment in Ardbil provence determination heavy metals and detergent.  8th National Seminar of Chemistry and Environment of Iran, Kharazmi Univercity 2018; 1-5. [Farsi]
[40]   Pirsaheb M, Khamutian R, Dargahi A. Efficiency of Activated Sludge Process (Extended Aeration) in Removal of Linear Alkyl Benzene Sulfonate (LAS) from Municipal Wastewater-Case Study: Wastewater Treatment of Paveh City. J Health 2013; 4(3): 249-59. [Farsi]


 
The Use of Linear Alkylbenzene Sulphonates as a Molecular Marker for Tracing Urban Sewage Pollution in Abbasabad River (Hamadan) in 2019:
A Descriptive Study
 
F. Jafari[3], N. Hassanzadeh[4]
 
 
Received: 02/06/2020  Sent for Revision: 15/06/2020 Received Revised Manuscript: 21/06/2020 Accepted: 28/06/2020
 
Background and Objectives: In the past decades, due to population growth and industrial activities, important water resources around the world have been exposed to domestic, industrial and agricultural wastewater. One of the most important wastewater pollutants is linear alkylbenzene sulphonates (LASs). This study aimed to investigate the concentration and health risk assessment of these compounds in the Abbasabad River in Hamadan.
Materials and Methods: This descriptive study was conducted in the spring of 2019 from the water sample of Abbasabad River in 17 stations. In this study, the optimized and modified method of methylene blue was used to measure the amount of LAS. After preparing the samples using the methylene blue method, the organic phase of the sample was separated and the LAS absorption was read using a spectrophotometer at a wavelength of 650 nm, and the LAS concentration was calculated using the obtained absorption and calibration curve. LAS health risk assessment was performed by calculating the risk quotient (RQ) index.
Results: The results showed LAS concentration ranged from 0.11 to 2.65 mg/L with a mean of 1.25 mg/L. Based on field observations, the entry of untreated wastewater into the Abbasabad River was the main cause of the high concentration of LAS. The results of the health risk assessment showed no risk in different age groups.
Conclusion: The results show that at this level of LAS concentration in the Abbasabad River of Hamadan, there is no significant concern for human health. However, it is worthwhile to prevent the entry of untreated or inadequately treated wastewater into valuable water resources.
Key words: Linear alkyl benzene sulphonates (LAS), Detergent, Health risk, Abbasabad River
Funding: This study was funded by Malayer University.
Conflict of interest: None declared.
Ethical approval: None declared.
How to cite this article: Jafari F, Hassanzadeh N. The Use of Linear Alkylbenzene Sulphonates as a Molecular Marker for Tracing Urban Sewage Pollution in Abbasabad River (Hamadan) in 2019: A Descriptive Study. J Rafsanjan Univ Med Sci 2020; 19 (5): 431-46. [Farsi]


 
[1]- دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه محیط­زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران.
[2]-  (نویسنده مسئول) استادیار، گروه محیط­زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران.
تلفن:  33339843-081، دورنگار: 33339843-081، ایمیلnasrinhassanzadeh@gmail.com :
 
[3]- MSc Student. Dept. of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran, ORCID: 0000-0001-6877-668X
[4]- Assistant Prof., Dept. of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran, ORCID: 0000-0003-4530-2312
(Corresponding Author): Tel: (081) 33339843, Fax: (081) 33339843, E-mail: nasrinhassanzadeh@gmail.com
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: بهداشت
دریافت: 1399/2/31 | پذیرش: 1399/4/8 | انتشار: 1399/5/30

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2022 CC BY-NC 4.0 | Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb